Batería de zinc-aire

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Batería de zinc-aire
Zinc-air-battery-types.gif
Pilas de audífono de zinc–aire
Energía específica 470 (práctica),1370 (teórica) Wh/kg[1] [2] (1.692, 4.932 MJ/kg)
Densidad energética 1480-9780 Wh/L[cita requerida] (5.328–35.21 MJ/L)
Potencia específica 100 W/kg[3] [4]
Voltaje de célula nominal 1.65 V
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La batería de zinc-aire (no recargables), y la pila de combustible de zinc-aire (mecánicamente recargables) son baterías de metal-aire potenciadas mediante la oxidación del zinc con el oxígeno del aire. Estas baterías tienen altas densidades de energía y son relativamente baratas de producir. Los tamaños varían desde las muy pequeñas pilas de botón de los audífonos, baterías más grandes utilizadas en videocámaras que utilizaban previamente pilas de mercurio, a baterías muy grandes usadas por los vehículos eléctricos.

Durante la descarga, una masa de partículas de zinc forma un ánodo poroso, que está saturado con un electrolito. El oxígeno del aire reacciona en el cátodo y forma iones hidroxilo que migran a la pasta de zinc y forman zincato (Zn(OH)2−
4
), liberando electrones para viajar al cátodo. El zincato se desintegra en óxido de zinc y el agua vuelve al electrolito. El agua y el hidroxilo del ánodo se reciclan en el cátodo, por lo que no se consume agua. Las reacciones producen unos teóricos 1,65 voltios, pero esto se reduce de 1,35 a 1,4 V en las células disponibles.

Las baterías de zinc-aire tienen algunas propiedades de las células de combustible, así como de las baterías: el zinc es el combustible, la velocidad de reacción se puede controlar variando el flujo de aire, y la pasta zinc oxidado / electrolito se puede sustituir con pasta fresca.

Las baterías de zinc-aire pueden ser utilizadas para reemplazar a las ahora discontinuadas baterías de mercurio de 1,35 V (aunque con una vida útil significativamente más corta), que en la década de 1970 hasta la década de 1980 fueron de uso común en las cámaras fotográficas.

Las posibles aplicaciones futuras de esta batería incluyen su despliegue como batería del vehículo eléctrico y como sistema de almacenamiento de energía a nivel de red eléctrica.

Fórmulas de reacción[editar]

Cross section diagram with parts lettered
Sección transversal de una celda de botón de zinc-aire. A:Separador, B: zinc powder anode and electrolyte, C: anode can, D: insulator gasket, E: cathode can,F: air hole, G: cathode catalyst and current collector, H:air distribution layer, I: Semi permeable membrane

Aquí están las ecuaciones químicas de la célula de zinc-aire:[2]

Anodo: Zn + 4OH
Zn(OH)2–
4
+ 2e- (E0 = -1.25 V)
Fluido: Zn(OH)2–
4
→ ZnO + H
2
O
+ 2OH
Catodo: 1/2 O
2
+ H
2
O
+ 2e- → 2OH
(E0 = 0.34 V pH=11)
Total: 2Zn + O
2
→ 2ZnO (E0 = 1.59 V)

Las baterías de zinc-aire no se pueden utilizar en un soporte de batería sellado porque puede entrar un poco de aire; se requiere el oxígeno de 1 litro de aire por cada amperio-hora de capacidad utilizada.

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]

Referencias[editar]

  • Heise, G. W. and Schumacher, E. A., An Air-Depolarized Primary Cell with Caustic Alkali Electrolyte, Transactions of the Electrochemical Society, Vol. 62, Page 363, 1932.
  1. power one: Hearing Aid Batteries. Powerone-batteries.com. Retrieved on 2012-09-30.
  2. a b Duracell: Zinc–air Technical Bulletin. duracell.com
  3. zincair_hybrid. greencarcongress (2004-11-03). Retrieved on 2012-09-30.
  4. battery types. thermoanalytics. Retrieved on 2012-09-30.